Quelltext der Seite Lötverbindungen

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<br>''Fertigstellung bis zum 01.Januar 2006''
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[[Bild:StartLöten2.jpg||center]]

==Allgemeines==
Löten ist, wie [[Klebverbindung| Kleben]] und [[Schweißverbindungen| Schweißen]], ein Verfahren um [[stoffschlüssige Verbindungen ]] herzustellen. Beim Löten lassen sich fast alle Metalle auf Stahl-,Kupfer- und Nickelbasis sowie Edelmetalle miteinander verbinden und beschichten.

==Funktion==
Entscheidend  für das Löten ist das Benetzen des Grundwerkstoffs mit Lot. Das Lot verflüssigt sich, breitet sich aus und haftet nach dem Erstarren an der Oberfläche des Werkstücks. Im Gegensatz zum Schweißen wird beim Löten nicht der Grundwerkstoff geschmolzen, sonder nur das Lot als Zusatzstoff. 
Voraussetzung für das Benetzen der Oberfläche ist eine metallisch reine Oberfläche und die Arbeitstemperatur. Beim Benetzen der Oberfläche läuft eine Legierungsbildung zwischen dem Grundwerkstoff und dem Lot ab. Das Lot [[Diffusion|diffundiert]] in den Grundwerkstoff, der wiederum in die Lotschicht. Das bedeutet, das kleinste Partikel des jeweiligen Stoffes sich in den anderen einlagern, wodurch eine Legierung entsteht. Die Tiefenausdehnung der Diffusionszone ist für die Festigkeit der Lötung entscheidend.

=== Kapillarwirkung ===
Flüssiges Lot besitzt genauso wie Wasser die Eigenschaft, sich in enge Spalten zuziehen. Diese Eigenschaft wird Kapillarwirkung genannt. Hierbei besteht zwischen Steighöhe des Lotes und Spaltbreite der Fuge ein direkter Zusammenhang. Je enger die Spaltbreite, desto höher zieht sich das Lot.

[[Bild:Kapillarer Fülldruck.jpg]]

Frage

==Einteilung nach Löttemperaturen==
Das Löten ist nach DIN 8505-2 in drei Verfahrensgruppen einteilen: 
*Weichlöten (WL)
*Hartlöten (HL)
*Hochtemperaturlöten (HTL)
Die Einteilung erfolgt nach der Liquidustemperatur.

''Weichlöten''
Beim Weichlöten (WL)liegt die Arbeitstemperatur unter 450°C. Die Lote bestehen meistens aus Legierungen weicher Metalle wie Zinn, Zink, Blei und Cadmium. Weichlöten wird angewendet, wen an die Festigkeit keine großen Anforderungen gestellt werden, die Verbindungen aber dicht oder leitfähig sein sollen. 
Einsatzgebiet: Elektroindustrie, Kälteindustrie und bei Rohrverbindungen im Kalt- und Warmwasserbereich und für Gase.

''Hartlöten''
Die Arbeitstemperatur beim Harlöten (HL) liegt oberhalb von 450°C. Mit Hartlötungen lassen sich Festigkeitswerte von bis zu 500N/mm² erreichen, wobei diese von der Art des Lotes sowie von der Gestahltung der Lötverbindung  abhängt.
Einsatzgebiet: Maschinenbau und Fahrzeugbau.

''Hochtemperaturlöten''
Beim Hochtemperaturlöten (HTL)  wird ohne Flussmittel unter Luftabschluss gelötet. Es werden Loten verwendet,  deren Arbeitstemperatur oberhalb von 900°C liegen. Meistens sind das Kupferbasislote, zinkhaltig und zinkfrei, Nickelbasislote und Gold-,Palladium- sowie Titanlote. Das Lot wird in Form von Lotformteilen oder Lotpasten zugegeben. Als Wärmequelle dienen Durchlauföfen oder Vakuumöfen.
Einsatzgebiet: Luft- und Raumfahrt, Reaktortechnik.

== Vorteile/Nachteile ==

'''Vorteile von Lötverbindungen'''

*Lötstellen sind gut elektrisch leitfähig

*Lötverbindungen sind größtenteils dicht gegen Gase und Flüssigkeiten

*Durch niedrige Arbeitstemperaturen wird der Werkstoff kaum geschädigt

*Lötvorgänge lassen sich je nach Verfahren automatisieren

*Bauteile werden nicht durch Bohrungen geschwächt, wie z.B bei Niet- und Schraubverbindungen

*Auch schwer erreichbare Verbindungsstellen lassen sich gut Löten


'''Nachteile bei Lötverbindungen'''

*Die Festigkeit von Lötverbindungen ist geringer als die von Schweißverbindungen

*Lötverbindungen sind im Bezug auf [[Schweißverbindungen]] aufwendiger in der Vorbearbeitung

*Flussmittelreste können zu chemischer Korrosion der Verbindung führen

*Größere Lötstellen benötigen viel des meist teuren Lotes, das meist aus Zinn oder Silber besteht


'''Frage: Warum ist Löten gerade in der Elektroindustrie interessant?'''
[[L%C3%B6tverbindungen_L%C3%B6sungen#Warum_ist_L.C3.B6ten_gerade_in_der_Elektroindustrie_interessant.3F|Antwort 4]]

==Temperaturen beim Löten==
===Schmelzbereich des Lotes===
Der Temperaturbereich vom Beginn des Schmelzens (Solidustemperatur) bis zur vollständigen Verflüssigung (Liquidustemperatur)wird als Schmelzbereich des Lotes bezeichnet.

===Arbeitstemperatur===
Die Arbeitstemperatur ist die niedrigste Temperatur, die an den Berührungsflächen zwischen Lot und Werkstück herrschen muss, damit das Lost sich aus breitet, fließt und am Grundwerkstoff binden kann.

Die Arbeitstemperatur ist immer höher als die Solidustemperatur. Sie kann gleich sein mit der Liquidustemperatur, aber auch darüber oder darunter liegen.

===Maximale Lötemperatur===
Die maximale Löttemperatur ist die Temperatur,oberhalb der das Lot oder das Werkstück oder das Flussmittel geschädigt wird. Der Bereich der Löttemperatur wird nach unten hin durch die Arbeitstemperatur und nach oben hin durch die maximale Löttemperatur begrenzt.

===Wirktemperatur===
Unter dem Wirktemperaturbereich versteht man den Temperaturbereich, innerhalb dessen ein Flußmittel oder Lötschutzgas das Benetzen von Werkstücken durch flüssige Lote ermöglicht.

== Berechnung ==

'''Stumpfstoßverbindungen'''

[[Bild:1FormelKomplett.JPG]]


'''Überlappstoßverbindungen'''

[[Bild:2FormelKomplett.JPG]]


'''Steckverbindungen'''

[[Bild:3FormelKomplett.JPG]]


[[Bild:4FormelKomplett.JPG]]


===Übungsaufgaben=== 
Übungsaufgabe 1:

Eine Kaltwasserleitung aus Kupferrohr 54 x 2 wird nach Skizze mit einer weich aufgelöteten Kappe verschlossen. Es ist zu prüfen, ob die Spaltlötverbindung für einen höchsten Wasserdruck von 8 bar sicher auslegen.

             
[[Bild:Stopfen.jpg|center]]


'''Hier geht es zum ausführlichen '''
[[L%C3%B6tverbindungen_L%C3%B6sungen#.C3.9Cbungsaufgabe_1.|Lösungsweg]]

== Lote und Flussmittel ==
=== Lote ===
Das Lot ist ein metallischer Zusatzstoffwerkstoff, mit dessen Hilfe metallische Teile miteinander verbunden werden. Dabei ist es wichtig, das der Schmelzpunkt des Lotes unterhalb desjenigen der zu verbindenden Teile liegt. Lote bestehen aus Legierungen oder seltener aus reinen Metallen.

Vorraussetzungen für die Eignung eines Lotes sind:

*Das Lot muss gut am Grundwerkstoff haften bzw. ihn benetzen

*Das Lot muss gute Kapillar- und Diffusionseigenschaften aufweisen

*Das Lot sollte einen geringeren Wärmeausdehnungsunterschied zum Grundwerkstoff besitzen

*Der Schmelzpunkt des Lotes sollte ca. 50°C unterhalb des Schmelzpunktes vom Grundwerkstoff liegen

===Weichlote===
Weichlote sind nach DIN 1707 in vier Gruppen eingeteilt.

*Gruppe A Blei-Zinn- und Zinn-Blei-Lote
*Gruppe B Zinn-Blei-Weichlote mit Kupfer-,Silber- oder Pospohrzusatz
*Gruppe C Sonder Weichlote
*Gruppe D Weichlote für Aluminiumwerkstoffe

Weichlotverbindungen eignen sich nicht dafür Kräfte zu übertragen, da sie bei Dauerbelastungen zum kriechen neigen.

===Hartlote===

Hartlote lassen sich nach ihren Bestandteilen für unterschiedliche Aufgaben unterteilen 

'''cadmiumhaltige Hartlote''' 

*Hartlote die aus Silber, Zink und Cadmium bestehen,ermöglichen ein werkstück- und werkstoffschonendes löten, bei kurzen Lötzeiten. Das Cadmium hat dabei die Aufgabe die Arbeitstemperatur auf 610°C herab zu setzen. Werden cadmiumhaltige Lote stark Überhitzt, so entstehen gesundheitsschädliche Cadmiumdämpfe.

'''nickel- manganhaltige Hartlote'''

*Nickel- manganhaltige Hartlote werden zum Auflöten von Hartmetallen auf Stahlträgern und zum löten von schwerbenetzbaren Werkstoffen, wie Wolfram und Molybdän, verwendet.

'''phosphorhaltige Hartlote'''

*Phosphorhaltige Hartlote besitzen einen Selbstfließeffekt, der es ermöglicht Kupferwerkstoffe  an der Atmosphäre ohne  Flußmittel zu löten. Bei Eisen und Nickelwerkstoffe entstehen allerdings spröde Übergangszonen und daher nicht geeignet.  

[http://www.brazetec.de/brazetec/content/produkte/Hartlote.cfm Beispiele für Hartlote]

===Hochtemperaturlote===
===Flussmittel===
Die Aufgabe von Flußmitteln ist es die Oberfläche der Lötstelle von Oxidationen zu befreien und ihre Neubildung zu verhindern, desweitern wir die Benetzung der metallischen Oberfläche  mit geschmolzenem Lot unterstützt. Flußmittel sind als Pulver, Paste oder Flüssig erhältlich. Der Schmelzpunkt von Flussmitteln muss 50°C unter der des Lotes liegen. Die Wirksamkeit von Flussmitteln ist zeitlich begrenzt, da nach einer Zeit keine Oxide mehr gelöst werden können. 

Folgende Aspekte sind bei der Auswahl von Flussmitteln zu berücksichtigen:

*der praktische Nutzen
*mögliche Korrosion durch Flussmittelrückstände
*Gesundheitsschäden durch Dämpfe
*die Entsorgung

== Hersteller ==

Hier findet ihr einige Links zu Lieferanten von Loten, Flussmitteln und Gerätschaften, aber auch zu Schulungen und Datenblättern :

*[http://www.brazetec.de/brazetec/content/main.cfm BrazeTec Welt der Löttechnik]

*[http://wullschlegerag.ch/home/index.html Wullschleger AG Löttechnik und Edelmetalle]

*[http://www.oegussa.at/neu/lottechnik ÖGUSSA Welt der Edelmetalle]

*[http://www.loetzinn.com/index1024.htm Gienger Lötmittel]

*[http://www.armack.de Armack Löttechnik]

*[http://www.zevatron.de/index.html Zevatron Löttechnik]

*[http://www.stannol.de Stannol]

==DIN Normungen==

{|
| [[DIN]]  1912-4||||||||||Zeichnerische Darstellung Schweißen, Löten; Begriffe und Benennungen für Lötstöße und Lötnähte
|-
|[[DIN]]  8505-1||||||||||Löten; Allgemeine Begriffe
|-
|[[DIN]]  8505-2||||||||||Löten; Einteilung der Verfahren, Begriffe
|-
|[[DIN]] 8505-3||||||||||Löten; Einteilung der Verfahren nach Energieträgern,Verfahrensbeschreibungen
|-
|[[DIN]]  8514-1||||||||||Lötbarkeit; Begriffe
|-
|[[DIN]]  8593-7||||||||||Fertigungsverfahren Fügen; Fügen durch Löten; Einordnung, Unterteilung 
|-
|[[DIN]] EN    1044||||||||||Hartlote
|- 
|[[DIN]] EN 29453||||||||||Weichlote; chemische Zusammensetzung und Lieferformen
|-
|[[DIN]] EN 29454-1||||||||||Flussmittel zum Löten metallischer Werkstoffe; Flussmittel zum Weichlöten
|-
|}

==Quellenangabe==

Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 17. Aufl. 2005, ISBN 3-528-17028-X

Roloff/Matek Maschinenelemente Formelsammlung, Vieweg Verlag, 7. Aufl. 2003. ISBN 3-528-64482-6

[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]

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